INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS EXPERTOSEXPERTOS

INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS EXPERTOSEXPERTOS

Temas avanzadosTemas avanzadosTemas avanzadosTemas avanzados

TemasTemas

• 1.- Conceptos básicos y componentes de 1.- Conceptos básicos y componentes de los SE’slos SE’s

3.- SE para identificar aviones3.- SE para identificar aviones

4.- Diseño de un SE en VPX4.- Diseño de un SE en VPX

2.- Aplicaciones de SE’s2.- Aplicaciones de SE’s

1a. PARTE1a. PARTE

Conceptos Básicos y componentes de los SE’s

Conceptos Básicos y componentes de los SE’s

CUADRO DE DEFINICIONESCUADRO DE DEFINICIONES

–“La interesante tarea de lograr que las computadoras piensen ... máquinas con mente, en su amplio sentido literal.” (Haugeland, 1985)

–“La automatización de actividades que vinculamos con procesos de pensamiento humano, actividades tales como la toma de decisiones, resolución de problemas, aprendizaje ...”

–“El estudio de las facultades mentales mediante el uso de modelos computacionales.” (Charniak y McDermott, 1985)

–“El estudio de los cálculos que permiten, razonar y actuar.” (Winston, 1992).

–“El arte de crear máquinas con capacidad de realizar funciones que realizadas por personas requieren de inteligencia.” (Kurzweil, 1990).

–“El estudio de cómo lograr que las computadoras realicen tareas que, por el momento, los humanos hacen mejor.” (Rich y Knight, 1991).

–“Un campo de estudio que se enfoca a la explicación y emulación de la conducta inteligente en función de procesos computacionales.” (Schalkoff, 1990).

–“La rama de la ciencia de la computación que se ocupa de la automatización de la conducta inteligente.” (Luger y Stubblefield, 1993).

Piensan racionalmente

Actúan racionalmente

Piensan como humanos

Actúan como humanos

“INTELIGENCIA ARTIFICIAL”“INTELIGENCIA ARTIFICIAL”

DESARROLLO HISTÓRICODESARROLLO HISTÓRICO

• 1960: Desarrollo del lenguaje LISP1960: Desarrollo del lenguaje LISP• 1961: Surge el término “Inteligencia 1961: Surge el término “Inteligencia

Artificial” (John McCarthy)Artificial” (John McCarthy)• 1964: Programa ELIZA1964: Programa ELIZA• 1972: Desarrollo del lenguaje PROLOG1972: Desarrollo del lenguaje PROLOG• 1976: Sistema experto: MYCIN1976: Sistema experto: MYCIN

DEFINICIONESDEFINICIONESSISTEMA EXPERTO (SE)SISTEMA EXPERTO (SE)

“Programa computacional que exhibe, dentro de un dominio específico, un grado de experiencia en la solución de un problema comparable con la forma en que un experto humano lo haría.”

James P. IgnizioJames P. Ignizio

Base de Conocimientos

Almacenamiento de trabajo

Máquina deInferencia

Interfase para elUsuario

Experto humano

Ingeniero de Conocimiento

Experiencia

Experienciacodificada

Usuario

V E N T A J A SEXPERIENCIA

HUMANAEXPERIENCIA

ARTIFICIALPerecedero Permanente

Difícil de transferir Fácil de transferir

Difícil de documentar

Fácil de documentar

No predecible Consistente

Costoso Disponible

D E S V E N T A J A S

EXPERIENCIA HUMANA

EXPERIENCIA ARTIFICIAL

Creatividad Sin inspiraciónEs adaptiva Ambiente fijoExperiencia

sensorialEntrada simbólica

Enfoque amplio Enfoque específicoSentido común Técnico

DIFERENCIA ENTRE UN SE Y UN PROGRAMA CONVENCIONAL

PROCESAMIENTO DE DATOS

INGENIERÍA DEL CONOCIMIENTO

Representación y uso de datos

Representación y uso de conocimiento

Algoritmos HeurísticasProcesos repetitivos Procesos inferenciales

Manipulación efectiva de bases de datos

Manipulación efectiva de bases de conocimiento

2a. PARTE2a. PARTEAplicaciones de Sistemas

ExpertosAplicaciones de Sistemas

Expertos

MYCIN: Infecciones de la sangre

• Probablemente el SE mas conocido• Desarrollado en la Universidad de Stanford a

mediados de los 70´s• Proporciona asistencia a los médicos en el

diagnóstico y tratamiento de meningitis y algunas infecciones

• Se le puede borrar su base de conocimientos y alimentarle otra para aplicaciones en otras áreas

DENDRAL: Análisis químico

• Considerado el 1er. SE• Desarrollado a mediados de los 60´s en la

Universidad de Stanford.• Identifica estructuras moleculares de

compuestos desconocidos.• Utiliza reglas de producción y fué desarrollado

en LISP.• No tiene explicación de sus inferencias,

simplemente busca soluciones.

INTERNIST/CADUCEUS: Medicina Interna

• Empezado en los 70´s y continúa bajo el nombre de CADUCEUS

• Desarrollado en la Universidad de Pittsburgh• Diagnostica la mayoría de las enfermedades

asociadas con la medicina interna• Se estiman 1040 combinaciones

SE para operaciones de comida rápida

• Implementados en Wendys, McDonalds, Pizza Hut, Burger King y Kentucky Fried Chicken

• Reducen inventario• Aceleran el servicio• Se usan para entrenamiento de personal

DELTA/CATS: Mantenimiento de locomotoras Diesel y Eléctricas

• Desarrollado por General Electric a principios de los 80´s

• DELTA: Diesel Electric Locomotive Troubleshooting• CATS: Computer Aided Troubleshooting System• Consiste de una base de conocimientos por medio de

entrevistas con David Smith (que trabajó 40 años en GE y es un experto reconocido en mantenimiento de estas máquinas)

• De 1981 a 1983 se incrementaron las reglas de 45 a 1200.

• El sistema original se desarrolló en LISP y luego se convirtió a FORTH para incrementar transportabilidad y velocidad de ejecución

• Tiene interfases visuales, p. Ejem. Pueden imprimirse diagramas de las máquinas y un video-disk puede mostrar la ubicación de las partes.

3a. PARTE3a. PARTESistema Experto para identificar aviones

Sistema Experto para identificar aviones

TABLA DE INDUCCIÓN

• Una alternativa para la adquisición de conocimiento a través de la interfase con una persona experta es convertir una base de datos existente en un conjunto de reglas.

EJEMPLOTIPO DE AVIÓN

Atributo C130 C141 C5A B747

Motor Hélice Jet Jet Jet

Alas Altas Altas Altas Bajas

Forma de alas

Normal Especial Especial Especial

Forma del timón

Normal Forma T Forma T Normal

Salientes Bajo las alas Sobre alas

Ninguna En cabina

ÁRBOL DE DECISIÓNTipo de MotorTipo de Motor

Forma de alas Forma de alas

Posición de alasPosición de alas

Forma del timónForma del timón

C130

Jet HéliceJet Hélice

¿?Puntos terminales sin solución

Especial NormalEspecial Normal

Bajas Altas Bajas Altas

B747

Normal Forma TNormal Forma T

¿? SalientesSalientes

C5A C141 ¿? ¿?

En Ninguna Sobre Bajo cabina Alas alas

En Ninguna Sobre Bajo cabina Alas alas

REORDEN DE ÁRBOL DE DECISIÓN

Posición de alasPosición de alas C130

Jet HéliceJet Hélice

SalientesSalientes

C5A C141

Ninguna Sobre AlasNinguna Sobre Alas

Tipo de MotorTipo de Motor

B747

Bajas AltasBajas Altas

Requiere menor cantidad de atributosNo tiene puntos terminales sin solución

RAZONAMIENTO BASADO EN REGLAS

Ejemplo de Regla ineficiente

IF motormotor=hélicehéliceAND posición_alasposición_alas=altasaltasAND forma_alasforma_alas=normalnormalAND forma_timónforma_timón=normalnormalAND salientessalientes=bajo alasbajo alas

THEN tipo_avióntipo_avión=C130C130

REGLAS DE PRODUCCIÓNRegla 1: IF motor=hélice

THEN tipo_avión=C130

Regla 2: IF motor=jetAND posición_alas=bajasTHEN tipo_avión=B747

Regla 3: IF motor=jetAND posición_alas=altasAND salientes=ningunaTHEN tipo_avión=C5A

Regla 4: IF motor=jetAND posición_alas=altasAND salientes=sobre alasTHEN tipo_avión=C141

ENCADENAMIENTO HACIA DELANTE Y HACIA ATRÁS

Hacia adelante

Hacia atrás